KR20140144290A

KR20140144290A - 원심 분리기

Info

Publication number: KR20140144290A
Application number: KR1020147031495A
Authority: KR
Inventors: 마츠-외르잔 포겐
Original assignee: 알파 라발 코포레이트 에이비
Priority date: 2012-05-18
Filing date: 2013-05-07
Publication date: 2014-12-18
Also published as: BR112014028236A2; CN104303279A; JP6114384B2; EP2664386B1; WO2013171101A1; US20150119226A1; BR112014028236B1; JP2015519195A; CN104303279B; KR101679496B1; IN2014KN02407A; US9863296B2; RU2583266C1; EP2664386A1

Abstract

내연 엔진으로부터의, 오일을 포함하는 크랭크케이스 가스를 세정하기 위한 원심 분리기가, 분리 공간(3)을 형성하고 제1 단부 부분(2a), 대향하는 제2 단부 부분(2b), 및 분리 공간(3)과 대면하는 내측 벽 표면(4)을 가지는 정지된 케이싱(2)을 포함한다. 분리기는 또한 세정하고자 하는 가스를 위한 유입구 채널(5), 세정된 가스를 위한 가스 배출구 채널(6), 및 분리된 오일을 위한 오일 배출구(7)를 포함한다. 원심 분리기(9)는 분리 공간 내에 제공되고 스핀들(11) 및 스핀들에 의해서 반송되는 복수의 분리 디스크(12a-12c)를 포함한다. 원심 회전자(9)는 회전 가스 부피를 생성하도록 회전된다. 오일 공급 장치는, 원심 분리기의 동작 중에 내측 벽 표면 상에서 유동 오일 막을 생성하는 양의 오일을 분리 공간에 공급한다.

Description

원심 분리기{A CENTRIFUGAL SEPARATOR}

본원 발명은 가스 함유 오일을 세정하기 위한, 특히 디젤 엔진과 같은 내연 기관으로부터의 크랭크케이스 가스를 세정하기 위한 원심 분리기에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본원 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 원심 분리기를 인용하고, 이에 대해서는 WO 2004/022239를 참조한다.

내연 기관으로부터의 크랭크케이스 가스는 검댕(soot) 및 탄화수소와 같은 다른 불순물과 혼합된 오일 안개(mist) 또는 오일 액적(droplet) 형태의 오일을 포함한다. 크랭크케이스 가스 내의 그러한 불순물은 점착성(sticky) 물질을 형성할 수 있다. 또한, 내연 기관의 윤활 및 냉각을 위한 오일의 성질을 개선하기 위해서, 내연 기관의 오일에 여러 가지 첨가제를 첨가하는 것이 일반적이다. 그러나, 검댕 및 탄화수소와 같은 불순물이 보다 더 점착적인 물질을 형성한다는 사실로 인해서, 그러한 첨가제가 부정적인 영향을 가질 수 있을 것이다.

WO 2004/022239에 개시된 원심 분리기의 목적은 원심 회전자의 중공형 스핀들을 지지하는 상부 베어링의 윤활을 개선하기 위한 것이다. 오일은 중공형 스핀들 및 상부 개구부를 통해서 작은 챔버로 이송되고, 오일은 작은 챔버로부터 상부 베어링을 통해서 유입구 내로 이송되어 크랭크케이스 가스와 혼합된다. 상부 베어링의 윤활을 위해서, 비교적 적은 양의 오일이 요구된다. WO 2004/022239에 개시된 원심 분리기의 중공형 스핀들의 개구부는 단지 상부 베어링의 윤활을 위해서 충분한 비교적 적은 양의 오일만을 공급하도록 구성된다. 그에 따라, 이러한 종래 기술은 공급되는 오일의 양을 최소로 유지하는 것을 목적으로 한다.

WO 2004/022239에 개시된 원심 분리기 및 크랭크케이스 가스를 세정하기 위한 다른 종래 기술의 원심 분리기의 하나의 문제는, 크랭크케이스 가스 내에 수용된 오일 및 불순물이, 전술한 바와 같이, 매우 점착성이라는 것이고, 그에 따라 검댕과 불순물의 점착성 응집체(agglomeration)가 원심 분리기의 내측 부품들(parts)에, 특히 정지된 케이싱의 내측 벽 표면에 부착될 수 있다는 것이다.

WO 2009/029022는 액체 및 고체 불순물을 포함하는 가스를 세정하기 위한 다른 원심 분리기를 개시한다. 이러한 종래 기술 문헌의 원심 분리기는 노즐을 통해서 원심 분리기의 유입구 채널 내로 에어로졸을 공급하기 위한 공급 장치를 포함한다. 물에 의해서 형성될 수 있는 에어로졸은, 불순물이 분리 디스크에 부착되는 것을 방지하기 위한 목적을 가진다.

WO 2005/087384는 가스를 세정하기 위한 다른 원심 분리기를 개시한다. 이러한 원심 분리기는 분리 디스크들을 플러싱(flushing)하기 위한 세정 액체를 공급하도록 배열된 플러싱 노즐을 포함한다.

본원 발명의 목적은 전술한 문제들을 해소하거나 경감하는 것이고, 원심 분리기의 분리 공간 내의, 특히 원심 분리기의 케이싱의 내측 벽 표면 상의 점착성 응집체를 방지 또는 감소하는 것이다.

이러한 목적은 도입부에서 규정된 원심 분리기에 의해서 달성되고, 원심 분리기는, 원심 분리기의 동작 중에 유동 오일 막을 내측 벽 표면 상에 생성하는 양의 오일을 분리 공간에 공급하도록 오일 공급 장치가 구성되는 것을 특징으로 한다.

본원 발명의 발명자는, 증가된 양의 오일이 분리 공간 내로 도입되고 그에 의해서 세정하고자 하는 가스와 혼합되는 경우에, 오일 막이 원심 분리기의 내측 부품 상에, 특히 정지된 케이싱의 내측 벽 표면 상에 생성될 수 있다는 것을 깨달았다. 오일은 유리하게 원심 분리기의 동작 중에 분리 공간에 연속적으로 공급될 수 있을 것이다. 원하는 효과를 달성하기 위해서, 즉, 오일 막을 생성하기 위해서 공급되어야 하는 오일의 양에 대한 하한선이 존재한다는 통찰에 더하여, 발명자는 또한, 상한선도 존재한다는 것을 깨달았다. 너무 많은 오일이 분리 공간에 공급된다면, 오일이 세정된 가스를 오염시킬 것이다. 따라서, 발명자는, 달성되어야 하는 균형이 존재한다는 것, 즉 오일량이 이러한 한계들 내에서 결정되어야(dimensioned) 한다는 것을 깨달았다.

그러한 오일 막은 내측 벽 표면 상에 유동할 것이고 그에 의해서 검댕 및 다른 불순물이 내측 벽 표면을 막고 내측 벽 표면에 부착되는 것을 방지할 것이고, 그에 따라 응집체가 원심 분리기의 내측 부품 상에 형성되는 것을 방지한다. 그에 따라, 전술한 균형이 유지되는 한, 가스들의 보다 신뢰가능하고 효율적인 분리가 보장될 것이다. 따라서, 너무 많은 오일의 공급은 세정된 공기를 오염시킬 것이고, 바람직하지 못하고 비효율적인 분리를 초래할 것이다.

발명의 한 실시예에 따라서, 오일을 회전시키기 위해서 그리고 내측 벽 표면으로 회전 오일을 유도하기 위해서 회전 가스 부피에 오일을 공급하기 위한 오일 공급 장치가 제공된다. 따라서, 회전 가스 부피는 내측 벽 표면 상에서의 오일 막 형성 및 유동에 기여할 것이다.

발명의 추가적인 실시예에 따라서, 오일 공급 장치는 개구 직경을 가지는 유입구 노즐을 포함한다. 그러한 유입구 노즐은 공급되는 오일에 대한 스로틀링(throttling) 부재를 형성할 수 있을 것이다.

적절한 양의 오일이 공급되게 허용하는 개구 직경과 관련하여, 특히 크랭크케이스와 분리 속력 사이의 압력차와 관련하여 그리고 원심 분리기의 회전 속력과 관련하여, 유입구의 치수가 결정될 수 있을 것이다. 당업자는, 충분한 오일 막이 생성되도록, 그러나 세정되는 가스가 너무 많이 공급되는 오일에 의해서 오염되는 양이 되지 않도록, 개구의 치수를 결정하여야 한다. 이러한 치수결정은 표준 테스팅 과정, 소위 시행착오 과정을 통해서 달성될 수 있을 것이다. 내측 벽 표면 상에 오일 막을 생성하기 위한 오일의 적절한 유동 속도에 영향을 미치게 될 중요한 인자는 원심 분리기의 실제 크기이다. 그에 따라, 분리기가 클수록 보다 많은 오일을 필요로 하고, 이는 개구의 크기결정(sizing)에 영향을 미친다. 다른 인자는 오일 배출구의 구성, 다시 말해서 충분한 속도로 분리 공간으로부터 오일을 배수(drain)할 수 있는 것이다. 분리되고 배수되는 오일의 양은 또한 세정하고자 하는 오염된 가스의 유동 속도에 의존할 것이다. 또한, 원심 회전자의 회전 속력이 또한 배수 속도에 영향을 미칠 것이고, 보다 많은 가스는 일반적으로 증가된 양의 가스의 충분한 분리를 제공하기 위한 더 빠른 회전자 속력을 필요로 할 것이다. 더 빠른 회전자 속력은, 대부분의 경우에, 크랭크케이스 내에서보다 회전자 주위의 분리 공간에서 더 높은 압력을 제공할 것이고, 회전자 주위의 분리 공간 내의 더 높은 압력은 분리 공간으로부터의 오일 방출을 촉진한다.

발명의 추가적인 실시예에 따라서, 가스 배출구 채널이 제 1 단부 부분에서 제공되고 유입구 노즐은 대향하는 제 2 단부에서 제공된다. 그러한 배열에서, 분리 공간 내로 공급되는 오일이 분리 공간을 떠나는 세정된 가스와 혼합되지 않도록 보장된다. 추가적인 효과로서, 원심 회전자 주위의 회전 가스가 가스 배출구를 향해서 나선형 경로를 따라서 소용돌이침에 따라서, 원심 회전자 주위의 회전 가스가 내측 벽 표면을 따라서 오일 막을 분배할 것이다.

발명의 추가적인 실시예에 따라서, 원심 분리기는 오일 안개뿐만 아니라 액체 형태로 오일을 함유하고 스핀들의 제1 단부를 수용하는 수집 공간을 포함한다. 수집 공간은 제 1 단부에 근접하여, 바람직하게 가스 배출구 채널 아래에 제공될 수 있을 것이다. 또한, 수집 공간은, 원심 분리기의 동작 중에 분리 공간으로부터 배수되는 오일을 수집하도록 배열될 수 있을 것이다.

발명의 추가적인 실시예에 따라서, 원심 분리기는 스핀들 내부에서 그리고 스핀들을 따라서 연장하고 수집 공간으로부터 내측 채널을 통해서 그리고 스핀들의 제 2 단부에 제공된 유입구 노즐을 통해서 오일을 운송하도록 구성된 내측 채널을 포함한다. 그러한 해결책에서, 수집 공간 내의 오일이 이용되고 재순환되어 내측 벽 표면 상에 오일 막을 제공할 수 있을 것이다.

발명의 추가적인 실시예에 따라서, 개구 직경이 3 내지 5 mm 범위이다. 개구 직경의 그러한 크기는, 적어도 오일이 스핀들의 내측 채널을 통해서 운송될 때, 그리고 오일 안개로서 스핀들의 제 2 단부에서 유입구 노즐을 통해서 분리 공간에 공급될 때, 오일 막을 형성하기에 충분한 양의 오일을 보장하는 것으로 확인되었다. 바람직하게, 개구 직경은 3.5 내지 4.5 mm 범위, 특히 약 4 mm일 수 있을 것이다.

발명의 추가적인 실시예에 따라서, 오일 공급 장치는 개구 직경을 가지는 유입구를 포함하고, 내측 채널은 개구 직경보다 큰 직경을 가진다. 유리하게, 내측 채널의 직경이 5 내지 7 mm 범위일 수 있을 것이다.

발명의 추가적인 실시예에 따라서, 유입구 노즐이, 제 2 단부에서 스핀들에 부착된 상부 베어링과 같은 베어링 내부에 제공되며, 오일은 유입구 노즐로부터 베어링을 통해서 분리 공간으로 이송된다. 이러한 방식에서, 분리 공간으로의 오일 공급이 또한 베어링 윤활을 위해서 이용될 수 있을 것이다.

발명의 추가적인 실시예에 따라서, 구동 부재가, 수집 공간 내에서 스핀들 상에 제공된, 터빈 휘일, 및 터빈 휘일에 대해서 오일 제트를 사출(eject)하여 원심 회전자를 회전시키기 위해서 수집 공간 내에 제공되는 터빈 노즐을 포함한다.

발명의 추가적인 실시예에 따라서, 유입구 노즐이 정지된 케이싱 내에 제공되고 유입구 노즐에 대한 오일 급유(feeding)를 위한 외부 파이프에 연결된다. 그에 따라, 유입구 노즐이, 예를 들어 제 2 단부 부분에서, 정지된 케이싱을 통해서 연장할 수 있을 것이다. 이러한 실시예에 따라서, 오일이 3 내지 6 바아의 압력으로 공급될 수 있을 것이다. 그에 따라, 개구 직경이 0.3 내지 1.5 mm일 수 있을 것이다.

발명의 추가적인 실시예에 따라서, 구동 부재는 스핀들에 연결된 전기 모터를 포함한다. 그러한 분리된 구동 부재는 특정 상황에서 유리할 수 있을 것이다. 구동 부재가 또한 공압식 모터 또는 수압식 모터 형태의 그러한 분리된 모터를 포함할 수 있을 것이다.

발명의 추가적인 실시예에 따라서, 구동 부재는 6000 내지 12000 rpm, 바람직하게 6000 내지 10000 rpm의 회전 속력으로 원심 회전자를 회전시키도록 구성된다.

발명의 추가적인 실시예에 따라서, 제 2 단부 부분이 위를 향하도록(turned)하는 방식으로 원심 분리기가 구성된다. 이때, 제 1 단부 부분은 아래를 향하고, 이는 수집 공간이 원심 분리기의 하위 단부에 제공된다는 것을 의미한다.

발명의 추가적인 실시예에 따라서, 내연 기관으로부터의 가압된 윤활 오일의 공급을 위해서 내연 기관에 연결될 수 있도록 오일 공급 장치가 구성된다. 이러한 실시예 덕분으로, 오일을 재순환시키기 위한 추가적인 장비가 필요하지 않게 된다. 그 대신에, 내연 기관으로부터의 가압된 윤활 오일을 이용하여, 분리 공간으로 오일을 공급하고 오일 막을 생성한다. 터빈 휘일을 포함하는 구동 부재에 의해서 스핀들이 회전될 때, 가압된 윤활 오일이 또한 원심 회전자를 구동하기 위해서 이용될 수 있을 것이다.

이제, 여러 가지 실시예에 대한 설명을 통해서 그리고 첨부 도면을 참조하여, 본원 발명을 보다 구체적으로 설명할 것이다.
도 1은 발명의 제 1 실시예에 따른 원심 분리기의 단면도를 도시한다.
도 2는 발명의 제 2 실시예에 따른 원심 분리기의 부품의 단면을 도시한다.
도 3은 발명의 제 3 실시예에 따른 원심 분리기의 단면을 도시한다.

도 1은 오일을 포함하는 가스, 예를 들어 내연 기관(미도시)으로부터의 크랭크케이스 가스를 세정하기 위한 원심 분리기의 제 1 실시예를 도시한다. 도 1은 또한 내연 기관의 크랭크케이스 내의 안전 범위 내에서 압력을 유지하도록 설계된 압력 제어 밸브(1)를 또한 도시한다.

원심 분리기는 정지된 케이싱(2) 내에서 분리 공간(3)을 형성하는 정지된 케이싱(2)을 포함한다. 정지된 케이싱(2)은 내연 기관(1)에 대해서 정지되어 있다. 정지된 케이싱(2)은 제1 단부 부분(2a), 대향하는 제2 단부 부분(2b), 및 상기 제1 단부 부분(2a)과 제2 단부 부분(2b) 사이에 제공되고 상기 단부 부분들에 인접하는 중간 부분(2c)을 포함한다. 개시된 실시예에서, 제1 단부 부분(2a)은 원심 분리기의 동작 중에 하부 부분을 형성하는 반면, 제2 단부 부분(2b)은 상부 부분을 형성한다.

정지된 케이싱(2)은 분리 공간(3)과 대면하는 내측 벽 표면(4)을 가진다. 이러한 경우에 특히 고려되는 내측 벽 표면(4)의 주요 부품은, 제1 단부 부분(2a)과 제2 단부 부분(2b) 사이에서 분리 공간(3) 주위로 연장하는 중간 부분(2c)이다.

또한, 원심 분리기는 유입구 채널(5), 가스 배출구 채널(6) 및 오일 배출구(7)를 포함한다. 유입구 채널(5)은 분리 공간(3)으로 연장하고 세정하고자 하는 크랭크케이스 가스를 위한 유입구를 형성한다. 개시된 실시예에서, 유입구 채널(5)은 제2 단부 부분(2b)에서 그리고 제2 단부 부분(2b)을 통해서 제공된다. 가스 배출구 채널(6)은 분리 공간(3)으로부터 세정된 가스를 방출하기 위해서 제공된다. 개시된 실시예에서, 가스 배출구 채널(6)은 제1 단부 부분(2a)에 제공되고 압력 제어 밸브(1)를 경유하여 제1 단부 부분(2a)을 통해서 연장한다. 오일 배출구(7)는 분리 공간(3)으로부터 분리된 오일을 방출하기 위해서 제공된다. 개시된 실시예에서, 오일 배출구(7)는 제1 단부 부분(2a)에 제공되고 제1 단부 부분(2a)을 통해서 연장한다.

또한 원심 분리기는 원심 회전자(9), 및 회전 가스 부피를 생성하기 위해서 회전 축(x)을 중심으로 하는 회전 방향으로 원심 회전자(9)를 회전시키기 위해서 제공된 구동 부재를 포함한다. 그에 따라, 오일이 원심력에 의해서 크랭크케이스 가스로부터 분리된다. 원심 회전자(9)가 분리 공간(3) 내에 제공되고 제1 단부 부분(2a)으로부터 제2 단부 부분(2b)까지 연장한다. 원심 회전자는 스핀들(11) 및 스핀들(11) 상에 붙어 있는 복수의 분리 디스크(12a-12c)를 포함한다.

복수의 분리 디스크(12a-12c)는 제1 단부 부분(2a)에 근접한 그리고 스핀들(11)의 제1 단부(11a)에 근접한 제1 분리 디스크(12a), 제2 단부 부분(2b)에 근접한 그리고 스핀들(11)의 제2 단부(11b)에 근접한 제2 분리 디스크(12b), 및 제1 분리 디스크(12a)와 제2 분리 디스크(12b) 사이에 제공된 복수의 중간 분리 디스크(12c)를 포함하거나 그러한 디스크로 구성된다.

스핀들(11)은 제2 단부(11b)에서의 베어링(13)에 의해서, 그리고 제1 단부(11a)에서의 부가적인 베어링(14)에 의해서 지지된다.

분리 디스크(12a-12c)는 스핀들(11)로부터 외측으로 연장한다. 개시된 실시예에서, 분리 디스크(12a-12c)의 각각이 절두-원추형(frusto-conical) 형상을 가진다. 분리 디스크(12a-12c)는 분리 디스크(12a-12c)의 절두-원추 형상이 제1 단부 부분(2a)을 향하도록 휘어진다.

제1 실시예에 따른 원심 분리기는 오일을 포함하고 스핀들(11)의 제1 단부(11a)를 수용하는 수집 공간(15)을 포함한다. 수집 공간(15)은 스핀들의 제2 단부(11b)에 그리고 가스 배출구 채널(6) 아래에 제공된다. 구획 벽(16)이 수집 공간(15)을 분리 공간(3)으로부터 경계 짓는다. 부가적인 베어링(14)이 수집 공간(15)과 연결되어 제공되고, 그에 따라 분리 공간으로부터 수집 공간으로 배수되는 오일에 의해서 윤활된다.

내측 채널(17)이 스핀들(11)의 내부에서 그리고 스핀들(11)을 따라서 제1 단부(11a)의 개구부로부터 제2 단부(11b)까지 그리고 스핀들(11)의 제2 단부(11b)에 그리고 제2 단부 부분(2b)에 제공된 유입구 노즐(18)을 통해서 연장한다.

원심 분리기는 또한, 유동하는 오일 막이 원심 분리기의 동작 중에 내측 벽 표면(4) 상에 생성되는 방식으로, 소정량의 오일을 분리 공간(3)으로 공급하도록 구성된 오일 공급 장치를 포함한다. 제1 실시예에서, 오일 공급 장치는 내측 채널(17) 및 유입구 노즐(18)을 포함하고, 이들은 수집 공간(15)으로부터 내측 채널(17)을 통한 그리고 유입구 노즐(18)을 통한 오일 운송을 허용한다.

유입구 노즐(18)은 개구 직경(d)을 가지고, 그러한 개구 직경은 3 내지 5 mm, 바람직하게 3.5 내지 4.5 mm, 예를 들어 4 mm이다. 내측 채널(17)은 개구 직경(d) 보다 큰 직경(D)을 가진다. 그에 따라, 유입구 노즐(18)은 유입구 채널(17)을 통해서 유동하는 오일에 대한 스로틀링(throttling) 부재로서 동작할 것이다. 내측 채널(17)의 직경(D)이 5 내지 7 mm 범위일 수 있을 것이다.

도 1 및 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 유입구 노즐(18)은 제2 단부(11b)의 단부 표면으로부터 짧은 거리에서 스핀들(11)의 제2 단부(11b)에 제공된다.

또한, 도 1 및 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 유입구 노즐(18)은 베어링(13)의 내부에 제공되고, 베어링(13)은 제2 단부(11b)에서 스핀들(11)에 부착된다. 커버 부재(19)가 내측 채널(17) 및 유입구 노즐(18) 외측의 공간을 둘러싸도록 제2 단부(11b) 외측에 제공된다.

개시된 실시예에서, 커버 부재(19)가 또한 정지된 케이싱(2) 내에서 베어링(13)을 지지하기 위해서 제공된다.

제1 실시예에서, 구동 부재가 터빈 휘일(22) 및 터빈 노즐(23)을 포함한다. 터빈 휘일(22)은 제1 단부(11a)에서 스핀들(11)에 부착되고, 수집 공간(15) 내에 수용된 오일의 준위(24) 위에서, 수집 공간(15) 내에 제공된다. 오일 제트를 터빈 휘일(22)에 대해서 사출하여 원심 회전자(9)를 회전시키기 위해서, 터빈 노즐(23)이 수집 공간(15) 내에 제공된다.

제1 실시예의 원심 분리기의 동작 중에, 오일이 터빈 노즐(23)로 터빈 휘일(22)을 향해서 급유되어 정지된 케이싱 내의 스핀들(11) 및 원심 회전자(9)를 예를 들어 6000 내지 12000 rpm, 예를 들어 6000 내지 10000 rpm의 회전 속력으로 회전시킨다. 오일 제트가 터빈을 타격할 때 - 오일 안개가 수집 공간(15) 내에서 생성된다. 오일은 수집 공간(15) 내에서 준위(24)까지 수집될 것이다. 준위(24) 위에서 수집 공간(15) 내에 수용된 오일 안개는 동작 중에 스핀들(11)의 내측 채널(17) 내로 지속적으로 흡수되고, 유입구 노즐(18)로 그리고 유입구 노즐을 통해서 이송된다. 유입구 노즐(18)로부터 오일이 커버 부재(19)에 의해서 안내되고 베어링(13)을 통해서 분리 공간(3)으로 이송된다. 이어서, 오일은 제2 분리 디스크(12b)로 공급되고, 가능하게는 하나 이상의 인접한 중간 디스크(12c)로 공급된다. 그에 따라, 오일은 회전하는 가스 부피로 도입되고, 그리고 원심력에 의해서 내측 벽 표면(4) 외부로 유도된다. 회전하는 가스 부피로 인해서, 오일의 회전 운동이 내측 벽 표면(4) 상에서 계속될 것이고, 그에 따라 유동하는 오일 막이 내측 벽 표면(4) 상에서 생성된다. 개시된 실시예에서, 오일 막은 또한, 가스 배출구 채널(6)을 향한 가스 유동으로 인해서, 그리고 회전 축(x)이 수직으로 지향된 상태에서, 원심 분리기가 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이 배향될 때 오일에 작용하는 중력으로 인해서, 하향 이동할 것이다.

출원인은 발명의 기능을 확인하기 위한 실험을 실시하였다. 이러한 실험으로부터, 6000 내지 12000 rpm의 회전 속력 및 3 내지 5 mm의 개구 직경에서, 분리 공간(4)으로 공급되는 오일의 양이 내측 벽 표면(4) 상에 유동 오일 막을 생성할 수 있을 것이고, 동시에 크랭크케이스 가스의 효율적인 세정을 보장할 것이고, 다시 말해서 세정된 가스 내에 오일이 존재하지 않거나 적은 양으로 존재할 것이다.

실험이 원심 분리기를 이용하여 실험실에서 실시되었으나, 원심 분리기는 표준형 트럭을 위해서 이용되는 종류의 내연 기관과 함께 이용되도록 구성되었다. 표준형 트럭 또는 대형 도로 차량은 전형적으로 5 내지 16 리터 범위의 크기를 가지는 디젤 엔진을 구비할 것이다.

제1 실시예에서, 유입구 노즐(18)은, 스핀들(11)의 제2 단부(11b)에서 내측 채널(17) 내에 삽입된 노즐 부재에 의해서 형성된다. 그러한 노즐 부재는 교체가능할 수 있을 것이다.

도 2는 제2 실시예를 도시하고, 그러한 제2 실시예는, 유입구 노즐(18)이 스핀들(11)의 통합된 부분으로서 형성된다는 점에서만, 제1 실시예와 상이하다. 그러한 유입구 노즐(18)은 스핀들(11)의 가공을 통해서 형성될 수 있을 것이다.

도 3은, 유입구 노즐(18)이 정지된 케이싱(2) 내에 제공되고, 예를 들어 펌프(26)에 의해서 유입구 노즐(18)로 오일을 급유하기 위한 외부 파이프(25)에 연결된다는 점에서, 제1 및 제2 실시예와 상이한 제3 실시예를 도시한다. 펌프(26)는 오로지 유입구 노즐(18)로 오일을 펌핑하기 위해서 배열되고 구성될 수 있거나, 또는 그것은 또한 연소 엔진의 윤활 오일 펌프일 수 있을 것이다. 제3 실시예에서, 유입구 노즐(18)이 또한 제2 단부 부분(2b)에 제공되고, 그에 따라 오일 막이 내측 벽 표면(4)의 전체 또는 대부분을 따라서 유동할 수 있을 것이다.

제3 실시예에서, 유입구 노즐(18)의 개구 직경이 0.3 내지 1.5 mm, 바람직하게 0.4 내지 1.0 mm, 예를 들어 0.5 mm이다. 이어서, 오일이 3 내지 6 바아의 압력으로 유입구 노즐(18)로 공급될 수 있을 것이다.

또한, 제3 실시예에서, 구동 부재가, 스핀들(11) 및 원심 회전자(9)를 회전시키기 위해서 스핀들(11)에 연결된 분리된 모터, 예를 들어 전기 모터(27)에 의해서 대체되고 그러한 모터를 포함한다. 대안적으로, 분리된 모터가 분리된 공압식 모터 또는 분리된 수압식 모터를 포함할 수 있을 것이다. 스핀들(11) 및 원심 회전자(9)가 또한 내연 기관의 크랭크케이스에 의해서 구동될 수 있을 것이다.

본원 발명은 개시된 실시예들로 제한되지 않고 이하의 청구항의 범위 내에서 변경되고 수정될 수 있을 것이다.

Claims

내연 엔진으로부터의, 오일을 포함하는 크랭크케이스 가스를 세정하기 위한 원심 분리기로서,
- 분리 공간(3)을 형성하고 제1 단부 부분(2a) 및 대향하는 제2 단부 부분(2b)을 포함하며 분리 공간(3)과 대면하는 내측 벽 표면(4)을 가지는 정지된 케이싱(2),
- 분리 공간(3)으로 연장되고 세정하고자 하는 가스를 위한 유입구를 형성하는 유입구 채널(5),
- 분리 공간(3) 내에 제공되고 제1 단부 부분(2a)으로부터 제2 단부 부분(2b)까지 연장되며 스핀들(11) 및 스핀들(11)에 붙어있는 복수의 분리 디스크(12a-12c)를 포함하는 원심 회전자(9),
- 회전하는 가스 부피를 생성하여, 원심력에 의해서 가스로부터 오일을 분리하기 위해서, 회전 축(x) 주위의 회전 방향을 따라 원심 회전자(9)를 회전시키도록 제공된 구동 부재,
- 분리 공간(3)으로부터 세정된 가스를 방출하기 위한 가스 배출구 채널(6),
- 분리 공간(3)으로부터 오일을 방출하기 위한 오일 배출구(7), 및
- 오일 공급 장치
를 포함하는 원심 분리기에 있어서,
원심 분리기의 동작 중에 내측 벽 표면(4) 상에 유동 오일 막을 생성하는 양의 오일을 분리 공간(3)으로 공급하도록 오일 공급 장치가 구성되는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
제1항에 있어서,
오일 공급 장치는, 회전 가스 부피에 오일을 공급하여 오일을 회전시키고 회전 오일을 내측 벽 표면(4)으로 유도하기 위해서 제공되는, 원심 분리기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
오일 공급 장치는 개구 직경(d)을 가지는 유입구 노즐(18)을 포함하는, 원심 분리기.
제3항에 있어서,
가스 배출구 채널(6)이 제1 단부 부분(2a)에 제공되고, 유입구 노즐(18)이 대향하는 제2 단부 부분(2b)에 제공되는, 원심 분리기.
제3항 또는 제4항에 있어서,
원심 분리기는, 오일을 포함하고 스핀들(11)의 제1 단부(11a)를 수용하는 수집 공간(16)을 포함하는, 원심 분리기.
제5항에 있어서,
원심 분리기는, 스핀들(11) 내부에서 스핀들(11)을 따라서 연장되고 수집 공간(16)으로부터 내측 채널(16)을 통해서 그리고 스핀들(11)의 제2 단부(11b)에 제공된 유입구 노즐(18)을 통해서 오일을 운송하도록 구성된 내측 채널(17)을 포함하는, 원심 분리기.
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
개구 직경(d)이 3 내지 5 mm 범위인, 원심 분리기.
제7항에 있어서,
개구 직경(d)이 3.5 내지 4.5 mm인, 원심 분리기.
제6항에 있어서,
오일 공급 장치가 개구 직경(d)을 가지는 유입구 노즐(18)을 포함하고, 내측 채널(17)은 개구 직경(d)보다 큰 직경(D)을 가지는, 원심 분리기.
제9항에 있어서,
내측 채널(17)의 직경(D)이 5 내지 7 mm 범위인, 원심 분리기.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
유입구 노즐(18)은 제2 단부(11b)에서 스핀들(11)에 부착된 베어링(13) 내부에 제공되고, 오일이 유입구 노즐로부터 베어링을 통해서 분리 공간으로 이송되는, 원심 분리기.
제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
구동 부재는, 수집 공간(15) 내에서 스핀들(11) 상에 제공된 터빈 휘일(22), 및 터빈 휘일(22)에 대해서 오일 제트를 사출하여 원심 회전자(9)를 회전시키기 위해서 수집 공간(15) 내에 제공되는 터빈 노즐(23)을 포함하는, 원심 분리기.
제3항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
유입구 노즐(18)은 정지된 케이싱(2) 내에 제공되고 유입구 노즐(18)에 대한 오일 급유를 위한 외부 파이프(25)에 연결되는, 원심 분리기.
제3항 내지 제11항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
구동 부재는 스핀들(11)에 연결된 전기 모터(26)를 포함하는, 원심 분리기.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
구동 부재는 6000 내지 12000 rpm의 회전 속력으로 원심 회전자를 회전시키도록 구성되는, 원심 분리기.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
제2 단부 부분(2b)이 위를 향하도록 하는 방식으로 원심 분리기가 구성되는, 원심 분리기.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
오일 공급 장치는, 내연 기관으로부터의 가압된 윤활 오일의 공급을 위해서 내연 기관에 연결가능하도록 구성되는, 원심 분리기.